DE3101051A1 - "zwischenkreislauf fuer ein druckfliessbett" - Google Patents
"zwischenkreislauf fuer ein druckfliessbett"Info
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- DE3101051A1 DE3101051A1 DE19813101051 DE3101051A DE3101051A1 DE 3101051 A1 DE3101051 A1 DE 3101051A1 DE 19813101051 DE19813101051 DE 19813101051 DE 3101051 A DE3101051 A DE 3101051A DE 3101051 A1 DE3101051 A1 DE 3101051A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
- F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
- F22B31/0015—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type
- F22B31/0023—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type with tubes in the bed
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Description
Die Erfindung "bezieht sich auf ein Fliessbettverbrennungssystem, umfassend
einen Fliessbettkessel mit einer Zufuhr- und einer Abfuhrleitung
für Fluidum und einen Kreislauf, in dem Flüssigkeit durch Erhitzung in Dampf umgesetzt wird.
Es ist bekannt, dass Fliessbettkessel eine optimale Verbrennung von
Kohlen verschaffen kSnnen, wobei der bei der Verbrennung der Kohlen
freiwerdende Schwefel grösstenteils von dem in dem Fliessbett vorhandenen
Kalkstein gebunden wird. Ein grosser Vorteil dieser Art Verbrennung ist also, dass sie sehr umweltfreundlich ist. Bei den bekannten Fliessbettkesseln
ist die bei der Verbrennung freiwerdende Wärme zum Erhitzen von durch einen in dem Bett angebrachten Kreislauf zugeführtem Wasser
zu Dampf bestimmt, welcher Dampf danach z.B. zum Produzieren von Elektrizität benutzt werden kann.
Ein Nachteil der bekannten Fliessbettkessel ist, dass diese ausschliesslieh
bei Vollast angewendet werden können; bei einer Teilbelastung ist
die Menge an zugeführtem Wasser kleiner und nimmt die Temperatur desselben also zu. Für eine optimale Bindung von freiwerdendem Schwefel
muss die Temperatur des Bettes 85O0C sein, während in der Praxis bei
der Vollast die Siedetemperatur des unter Druck stehenden Wassers etwa 2500C ist. Bei einer Teilbelastung müsste die mittlere Temperatur des
Wassers stark zunehmen, was zugleich eine starke Druckerhöhung zur Folge haben würde. Diese Druckzunahme ist in Kombination mit der Temperaturerhöhung
beim Betrieb eines nachgeschalteten Dampf/Wasser-Kreislaufs,
nicht nur unzulässig, sondern verursacht auch unüberwindliche Probleme in bezug auf die Wahl des Materials für die wasserleitenden
Wärmeaustauschrohre in dem Bett. Andere in der Praxis anwendbare Flüssigkeiten, die infolge einer Wärmeaufnahme einen Flüssigkeit /Dampf-Ubergang
bei niedrigen Temperaturen zeigen, geben in bezug auf die Materialwahl dieselben Probleme.
Die Erfindung bezweckt die Verschaffung eines Fliessbettkessels, bei dem
bei der optimalen Verbrennungstemperatur von etwa 850 C die Menge abgeführte Wärme pro Volumeneinheit Kühlfluidum doch über eine grosse Strecke
variiert werden kann.
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Die Erfindung wird dazu dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenkreislauf
vorgesehen ist, der einerseits wit dem Fli.esshett verbunden ist und
andererseits ausserhalb dea Fliessbettes mit dem Flüssigkeits-Dampfkreislauf
gekuppelt ist, wobei Mittel zum Zirkulierenlassen eines Kühlfluidums
durch. deniZwischenkreislauf vorgesehen sind. Dadurch, dass das in dem Zwischenkreislauf vorhandene Kühlfluidum keinen Flüssigkeit/Dampf-Öbergang
zeigt, kann man als Kühlfluidum ein Gas oder ein Metall mit sehr niedrigem Schmelzpunkt (z.B. Wood-Metall) anwenden.
Die Erfindung wird im Nachstehenden an Hand eines Ausführungsbeispiels
unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Wiedergabe eines Flies sbettverbrennungs syst ems
mit einem Zwischenkreislauf gemäss der Erfindung; und
Fig. 2 die schematische Wiedergabe nach Fig. 1 mit einem modifizierten
Zwischenkreislauf.
Fig. 1 zeigt ein Fliessbettverbrennungssystem, umfassend eine Anzahl
Gasturbinen mit daran gekuppelten Kompressoren und Generatoren, in dem Ausführungsbeispiel 1, 2 und 3, die dazu dienen, die Luftzufuhr nach dem
Wirbelbett zu regeln, wobei aus Leistungserwägungen abhängig von der Belastung des Verbrennungssystems eine oder mehrere Gasturbinen eingeschaltet
werden, um dem Wirbelbett Luft zuzuführen. Diese Luft wird dem Fliessbettkessel 8, mit darin das Wirbelbett von Kalkstein mit Kohlen,
zugeführt; mit diesem Kessel ist auch eine Leitung zum Abführen der Verbrennungsgase
verbunden. Diese unter hohem Druck stehenden Verbrennungsgase werden über eine Anzahl Staubreinigungssysteme 12 (z.B. Zyklone)
den Gasturbinen 1 bis 3 zugeführt, wo sie einerseits die benötigte Energie zum Komprimieren von Luft liefern und wo andererseits die verbleibende
Energie mit Hilfe der Generatoren in Elektrizität umgesetzt wird. Damit vermieden wird, dass bei einer Teilbelastung die von den
Verbrennungsgasen gelieferte Energie zum Antreiben einer einzigen grossen
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Gasturbine mit einem einzigen Kompressor ungenügend sein würde, sind
eine Anzahl kleinere Gasturbinen vorgesehen, welche parallel geschaltet sind und nach Bedarf ein- und ausgeschaltet werden können. Bei bestehenden
Fliessbettverbrennungssystemen ist in dem Fliessbett ein Wasser/Dampf-Kreislauf angebracht, wobei der Dampf für die Elektrizitätsproduktion
benutzt wird. Dieses System hat die in dem Vorhergehenden beschriebenen
Nachteile.
Das Verbrennungssystem gemäss der Erfindung ist mit einem Zwischenkreislauf
k,5 versehen, der durch das Fliessbett geführt ist, in dem
als Kühlfluidum ein Gas, wie Luft oder Helium vorhanden ist. Auch flüssige Metalle, wie Wood-Metall, können angewendet werden. Das Kühlfluidum
wird mit Hilfe von einem Rezirkulationsventilator 6 durch die Leitung 5 in das Bett eingeführt und nimmt abhängig von der Menge an
zugeführtem Kühlfluidum pro Zeiteinheit eine mehr oder weniger grosser Menge Wärme in das Bett auf. Dieses erwärmte Kühlfluidum strömt über
eine Ausgangsleitung des Zwischenkreislaufs nach einem Dampfgenerator 9,
wo mittels eines Wärmeaustauschers die Wärme einer Wasser/Dampf-Leitung abgegeben werden kann, zum Erzeugen von Dampf, der wieder zum Produzieren
von Elektrizität benutzt werden kann. Der Fliessbettkessel und der Dampfgenerator
sind zusammen in einem Druckgefäss 10 angebracht.
Wie beschrieben, wird als Kühlmittel für den Zwischenkreislauf vorzugsweise
ein Gas, insbesondere Helium oder Luft, angewendet. Wenn man Luft benutzt, kann eine Ausgleichsleitung 7 vorgesehen sein, die in Fig. 1
mit gestrichelter Linie angegeben wird. Diese Leitung 7 sorgt dafür, dass der Druck in dem Zwischenkreislauf dem Druck der in das Bett eingeführten
Verbrennungsluft gleich ist. Ohne diese Ausgleichsleitung müsste bei den hohen Temperaturen der Luft (bis 7000C) regeltechnische Apparatur
vorgesehen sein, um unzulässig hohe Druckunterschiede innerhalb und ausserhalb der Rohre zu vermeiden; die Ausgleichsleitung kann als eine
äusserst betriebssichere und vorteilhafte regeltechnische Vorkehrung
betrachtet werden. Bei der Anwendung von Helium ist eine solche Ausgleichsleitung
selbstverständlich nicht möglich und müssen teuere regeltechnische Vorkehrungen zum Ausgleichen des genannten Druckunterschiedes
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getroffen werden. Das Benutzen von Luft als Kühlfluidum ist also regeltechnisch
betrachtet günstig, aber kann einen verhältnismässig grossen Dampfgenerator und einen grossen Rezirkulationsgenerator erfordern,
während bei hohen Bewegungsgevschwindigkeiten auch Erosionsprobleme auftreten können. Helium erfordert dahingegen ein kompliziertes Druckausgleichssystem,
aber hat eine bessere Wärmeleitungsfähigkeit als Luft, wodurch kleinere Bewegungsgeschwindigkeiten auftreten und also ein
kleinerer Ventilator möglich ist.
Es besteht kein linearer Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit des
Rezirkulationsventilators 6 und der Teilbelastung des Fliessbettes; eine Verdoppelung der Ventilatorgeschwindigkeit führt z.B. nicht zu einer
Verdoppelung der Belastung. Um diesen Zusammenhang wohl linear zu machen
oder um den Ventilator mit einer konstanten Geschwindigkeit drehen zu lassen, was regeltechnisch zweckmässig ist, kann eine Shunt-Leitung, die
in Fig. 2 mit Ik angegeben wird, vorgesehen sein. Über diese Shnnt-Leitung
kann ein Teil des in dem Fliessbett erhitzten Kühlfluidums direkt über
einen Dreiwegehahn 13 wieder dem Ventilator zugeführt werden, ohne den
Wärmeaustauscher in dem Dampfgenerator zu passieren.
Durch Kupplung des Dreiwegehahnes mit der Geschwindigkeit des Ventilators
kann nach Wahl ein linearer Zusammenhang zwischen der Ventilatorgeschwindigkeit und der Teilbelastung oder eine konstante Ventilatorgeschwindigkeit
erhalten werden.
Aus dem Vorhergehenden wird es klar sein, dass die Erfindung ein betriebssicheres
System verschafft, wodurch es möglich wird, die Belastung und somit die Menge an produzierter Eletrizität bei einem Fliessbettverbrennimgssystem
über einen grossen Bereich zu regeln.
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Claims (3)
14.Januar 1981 33 869
B.V. Neratoom, Laan van Nieuw Oost Indie 129-135, 's-Gravenhage
Zwischenkreislauf für ein Druckfliessbett
Patentansprüche
( 1 J Flxesbettverbrennungssystem, umfassend einen Fliessbettkessei mit
einer Zufuhr- und einer Abfuhrleitung für Fluidum und einen Kreislauf,
in dem Flüssigkeit durch Erhitzung in Dampf umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenkreislauf vorgesehen ist,
der einerseits mit dem Fliessbett verbunden ist und andererseits ausserhalb des Fliessbettes mit dem Flüssigkeits-Dampfkreislauf
gekuppelt ist, wobei Mittel zum Zirkulierenlassen eines Kühlfluidums durch den Zwischenkreislauf vorgesehen sind.
2. Fliessbettverbrennungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der Zwischenkreislauf als ein Kreislauf ausgebildet ist, in dem Luft das Kühlfluidum ist, wobei zwischen der Fluidumzufuhrleitung und
der Leitung zum Zuführen von Kühlfluidum zu dem Fliessbett des Zwischenkreislaufs eine Ausgleichungsleitung vorgesehen ist.
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TV 2 -
3. Fli^ashettyerbrennungsaystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass des Zwis.chenkreis.lauf ausgebildet ist als ein Kreislauf, in dem
daa KShIfluidum Helium iat.
k. Fliessbettverbrennungsayatem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daaa eine Verbindungsleitung zwischen der Leitung zum Abführen von Kühlfluidum aus dem Fliessbett des Zwischenkreislaufs
und der Leitung zum Zuführen von Kühlfluidum nach dem Fliessbett des Zwischenkreislaufs vorgesehen ist, dies alles derart,
dass eine zuvor bestimmte Menge an erhitztem Kühlfluidum den Zirkulationsmitteln
zugeführt werden kann, ohne dass dieses Fluidum mit dem Flüssigkeits-Dampfkreislauf verbunden gewesen ist.
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8000404A NL8000404A (nl) | 1980-01-22 | 1980-01-22 | Tussenkringloop voor een drukfluidebed. |
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| DE3101051A1 true DE3101051A1 (de) | 1981-12-17 |
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ID=19834724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19813101051 Withdrawn DE3101051A1 (de) | 1980-01-22 | 1981-01-15 | "zwischenkreislauf fuer ein druckfliessbett" |
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